题目
层流内层越薄,则以下结论是正确的 ( )。A. 近壁面处速度梯度越小B. 流体湍动程度越低C. 流动阻力越小D. 流动阻力越大
层流内层越薄,则以下结论是正确的 ( )。
A. 近壁面处速度梯度越小
B. 流体湍动程度越低
C. 流动阻力越小
D. 流动阻力越大
题目解答
答案
D. 流动阻力越大
解析
本题考查层流内层厚度对流动阻力的影响,核心在于理解层流内层与流动阻力之间的物理关系。
关键点:
- 层流内层是紧贴管壁的层流区域,其厚度与雷诺数相关,雷诺数越大,层流内层越薄。
- 流动阻力主要由流体的内摩擦(粘性力)和湍流中的惯性力决定。
- 层流内层变薄意味着更多区域进入湍流状态,而湍流的阻力通常大于层流。此外,层流内层过薄可能导致管壁粗糙元件暴露,进一步增大阻力。
选项分析
A. 近壁面处速度梯度越小
层流内层中,流体速度从壁面的0逐渐增加到外层速度。若层流内层变薄,速度在更短距离内达到外层速度,速度梯度(速度变化率)会增大,因此选项A错误。
B. 流体湍动程度越低
层流内层变薄表明外层湍流区域占比增加,湍动程度应升高,选项B错误。
C. 流动阻力越小
层流内层变薄使更多区域处于高阻力的湍流状态,且可能暴露管壁粗糙度,流动阻力增大,选项C错误。
D. 流动阻力越大
层流内层变薄导致湍流区域扩大,摩擦系数增加,且可能进入粗糙管流动状态,流动阻力显著增大,选项D正确。